發(fā)布時(shí)間：2022-03-07 01:34:36
序言：寫(xiě)作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的金屬材料論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
為21世紀(jì)化工行業(yè)培養(yǎng)合格的金屬材料工程專(zhuān)業(yè)人才，自2006年以來(lái)，沈陽(yáng)化工大學(xué)金屬材料工程專(zhuān)業(yè)對(duì)教學(xué)內(nèi)容、課程設(shè)置、課程體系進(jìn)行了統(tǒng)籌規(guī)劃和整體安排。經(jīng)過(guò)幾年的改革和實(shí)踐，建立了具有化工行業(yè)特點(diǎn)及金屬材料工程專(zhuān)業(yè)特色、科學(xué)合理的教學(xué)內(nèi)容與課程體系。一方面，課程設(shè)置與專(zhuān)業(yè)特色相契合，再結(jié)合沈陽(yáng)化工大學(xué)的化工特色，針對(duì)化工單元設(shè)備的主要加工方法，如壓力加工、焊接、機(jī)械加工及化工單元設(shè)備的腐蝕問(wèn)題，對(duì)課程設(shè)置、課程體系統(tǒng)籌規(guī)劃、整體安排，構(gòu)建具有化工行業(yè)特色及金屬材料工程專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)、科學(xué)合理的新的課程教學(xué)體系。強(qiáng)化金屬塑性加工原理、焊接冶金學(xué)、焊接工藝與設(shè)備、金屬腐蝕與防護(hù)、金屬熱處理和材料無(wú)損檢測(cè)等主要專(zhuān)業(yè)課程。在課程教學(xué)中，結(jié)合金屬材料工程專(zhuān)業(yè)的特色，不斷進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法的改革。采用將教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際、工程法規(guī)、工程問(wèn)題、典型產(chǎn)品相結(jié)合，尤其與化工生產(chǎn)和化工設(shè)備制造過(guò)程相結(jié)合的案例教學(xué)。典型課程如，金屬塑性加工原理、焊接工藝與設(shè)備及腐蝕與防護(hù)等都是以化工單元設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程為背景的案例教學(xué)方法，著力打造精品課程，形成部分專(zhuān)業(yè)課程特色教材，加強(qiáng)金屬工程材料專(zhuān)業(yè)本科學(xué)生能力和素質(zhì)的培養(yǎng)，對(duì)其他課程的教學(xué)起到了示范作用，推動(dòng)了教學(xué)改革的深入進(jìn)行，提高了教學(xué)質(zhì)量。另一方面，以強(qiáng)化工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力與工程創(chuàng)新能力為核心，實(shí)踐內(nèi)容貫穿培養(yǎng)過(guò)程的始終。首先，增加課程實(shí)驗(yàn)，尤其是綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，然后開(kāi)展靈活多樣的實(shí)習(xí)實(shí)踐，在原有的金工實(shí)習(xí)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上，增加個(gè)性化實(shí)習(xí)。開(kāi)放辦學(xué)、校企合作，結(jié)合學(xué)生的興趣愛(ài)好、就業(yè)方向、教師的科研課題以及就業(yè)單位的培訓(xùn)等等，分別送學(xué)生到企業(yè)去學(xué)習(xí)實(shí)踐。為方便學(xué)生到企業(yè)實(shí)習(xí)，我校先后建立了與沈陽(yáng)鑄鍛工業(yè)有限公司、沈陽(yáng)金杯廣振汽車(chē)部件有限公司、沈陽(yáng)來(lái)金汽車(chē)零部件有限公司、富奧遼寧汽車(chē)彈簧有限公司、撫順機(jī)械設(shè)備制造有限公司等十余家企業(yè)合作的實(shí)習(xí)基地。通過(guò)加強(qiáng)實(shí)習(xí)基地與相關(guān)企事業(yè)單位的共建和合作，利用其設(shè)施、設(shè)備等條件開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)，同時(shí)也幫助學(xué)生了解金屬材料及其相關(guān)材料的科技發(fā)展動(dòng)態(tài)，以及相關(guān)前沿技術(shù)和行業(yè)需求，培養(yǎng)分析和解決生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題、從事科學(xué)研究和實(shí)際工作的初步能力。
二、建立創(chuàng)新教育機(jī)制，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
鼓勵(lì)學(xué)生在教師指導(dǎo)下積極開(kāi)展多樣化的科技創(chuàng)新活動(dòng)［5］。如參加指導(dǎo)教師的課題研究，申報(bào)并參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，參加全國(guó)及遼寧省“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽、全國(guó)及遼寧省普通高等學(xué)校本科大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、全國(guó)大學(xué)生英語(yǔ)競(jìng)賽、全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽等。通過(guò)組織各種類(lèi)型、各種形式和不同層次的課外活動(dòng)，將各類(lèi)工程實(shí)踐活動(dòng)、創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練、學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)、學(xué)術(shù)前沿講座、社會(huì)實(shí)踐、公益活動(dòng)等課外活動(dòng)作為第二課堂課程模塊納入到課程體系中統(tǒng)一實(shí)施和管理。從2006年開(kāi)始，我們以學(xué)?！?S”，即ST(科技訓(xùn)練)、SC(系列競(jìng)賽)、SP(社會(huì)實(shí)踐)、SW(社會(huì)工作)、SL(系列講座)、SA(特色活動(dòng))為指導(dǎo)，以“挑戰(zhàn)杯”“機(jī)械設(shè)計(jì)競(jìng)賽”活動(dòng)為契機(jī)，以課外教學(xué)環(huán)節(jié)為突破口，開(kāi)展了多項(xiàng)大學(xué)生課外競(jìng)賽活動(dòng)。近年來(lái)，金屬材料工程專(zhuān)業(yè)參賽學(xué)生項(xiàng)目獲機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽國(guó)家二等獎(jiǎng)一項(xiàng);“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽國(guó)家三等獎(jiǎng)一項(xiàng);全國(guó)大學(xué)生英語(yǔ)競(jìng)賽二等獎(jiǎng)、三等獎(jiǎng)各一項(xiàng);遼寧省級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)幾十項(xiàng)。通過(guò)創(chuàng)新競(jìng)賽的開(kāi)展，活躍了創(chuàng)新教育的氛圍，為金屬材料工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的個(gè)性發(fā)展提供了平臺(tái)，為學(xué)生畢業(yè)后從事科學(xué)研究活動(dòng)奠定了一定的基礎(chǔ)。此外，金屬材料工程專(zhuān)業(yè)對(duì)學(xué)生實(shí)行實(shí)驗(yàn)室全天開(kāi)放，先進(jìn)的科研設(shè)備和儀器用于學(xué)生科研訓(xùn)練，促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新能力的提高。
三、結(jié)論
1.1化學(xué)熱處理薄層滲透技術(shù)化學(xué)熱處理薄層滲透技術(shù)能夠提高材料的韌性和性能，提高效率，還會(huì)減少能源浪費(fèi)。薄層滲透技術(shù)不需要滲透到金屬材料深處就可以改變金屬表面的性能，降低了環(huán)境污染，減少了生產(chǎn)成本?；瘜W(xué)熱處理不需要過(guò)分滲透，薄層滲透技術(shù)就是總結(jié)了傳統(tǒng)熱處理存在的問(wèn)題后應(yīng)運(yùn)而生的。
1.2激光熱處理技術(shù)激光熱處理技術(shù)主要是利用激光對(duì)金屬材料進(jìn)行熱處理。由于激光穿透力強(qiáng)，因此可以實(shí)現(xiàn)其他熱處理方式達(dá)不到的效果，使金屬材料表面硬度增強(qiáng)，性能提高。使用電腦控制激光熱處理技術(shù)，可以大大提高效率，實(shí)現(xiàn)熱處理自動(dòng)化。
1.3真空熱處理技術(shù)真空熱處理技術(shù)利用真空作為金屬材料熱處理的環(huán)境，可以縮短時(shí)間，提高效率，減少有毒氣體的排放，有明顯的節(jié)能效果和環(huán)保效果。目前，在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，真空熱處理技術(shù)還在不斷研究和更新，力求在無(wú)氧環(huán)境的基礎(chǔ)上填充惰性氣體作為熱處理環(huán)境，使熱處理效率更高。
1.4超硬涂層技術(shù)超硬涂層技術(shù)可以提高材料表面硬度，使其更加耐用，提高性能，是目前應(yīng)用范圍較為廣泛的熱處理技術(shù)之一。隨著現(xiàn)代金屬材料加工技術(shù)的不斷發(fā)展，超硬涂層技術(shù)采用電腦進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，方便該技術(shù)更好地應(yīng)用。
1.5振動(dòng)時(shí)效處理技術(shù)振動(dòng)時(shí)效處理技術(shù)依靠振動(dòng)原理穩(wěn)定金屬材料性能，可以有效防止金屬材料變形。振動(dòng)時(shí)效處理技術(shù)采用計(jì)算機(jī)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，既可以減少生產(chǎn)時(shí)間，提高效率，還能夠降低成本，節(jié)能減耗，克服了傳統(tǒng)熱處理技術(shù)的不足。
2金屬材料熱處理工藝與技術(shù)展望
隨著金屬材料熱處理工藝與技術(shù)的不斷發(fā)展，誕生了許多熱處理技術(shù)。其中，可控氣氛熱處理就是較為成熟的熱處理技術(shù)之一。可控氣氛，顧名思義，就是一種可以控制和保護(hù)的氣氛，是一種保護(hù)金屬材料的氣體介質(zhì)?？煽貧夥湛梢杂行ПＷo(hù)金屬材料的表面性能，使熱處理過(guò)程更為完善。對(duì)于鋼制工件而言，可控氣氛熱處理極為適合，可以給鋼材料提供更為妥善的保護(hù)。這是因?yàn)殇撛跓崽幚砀邷刂泻苋菀妆谎趸?，表面破壞較為嚴(yán)重，但可控氣氛熱處理卻能夠避免鋼被氧化。對(duì)于其他金屬材料而言，可控氣氛熱處理同樣適用，在尺寸上可以調(diào)控，使操作更加靈活。目前，可控氣氛熱處理的應(yīng)用較為廣泛，但依然有很大的局限性。因此，未來(lái)的金屬材料熱處理工藝和技術(shù)需更加普及，才會(huì)有更廣泛的發(fā)展空間。
3結(jié)束語(yǔ)
有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，脈沖電流對(duì)一系列冷加工金屬材料，如鎳、鋁、銅等退火組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了一定的影響，能夠明顯促進(jìn)銅金屬再次結(jié)晶。如圖1所示，冷變形銅的顯微硬度會(huì)隨著銅再結(jié)晶的時(shí)間變化而發(fā)生相應(yīng)的改變。由此可見(jiàn)，在金屬材料退火過(guò)程中，適當(dāng)施加脈沖電流，可以大大縮短金屬材料的再結(jié)晶過(guò)程，使其在較短時(shí)間內(nèi)迅速完成。這一研究結(jié)果表明了脈沖電流能夠有效抑制結(jié)晶晶粒生長(zhǎng)，使再結(jié)晶晶粒更加細(xì)化。同時(shí)使Arrhenius公式的前指數(shù)因子數(shù)值大大增加，對(duì)于激活能幾乎沒(méi)有任何的影響。針對(duì)銅金屬材料而言，施加脈沖電流還能夠使其結(jié)構(gòu)銳化，延遲其退火結(jié)晶的形成。這說(shuō)明，漂移電子流在一定程度上對(duì)其顯微組織結(jié)構(gòu)和固態(tài)相變產(chǎn)生了影響，同時(shí)，還對(duì)晶體中的缺陷造成了影響。但是，在電場(chǎng)退火條件下，有相關(guān)研究人員認(rèn)為，電場(chǎng)退火能夠抑制銅再結(jié)晶及晶粒生長(zhǎng)，從而促進(jìn)銅再結(jié)晶立方結(jié)構(gòu)在短時(shí)間內(nèi)形成與發(fā)展，具有非常重要的作用。
2脈沖電流對(duì)金屬材料性能的影響
有關(guān)研究人員通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，脈沖電流不僅能夠使金屬材料的流變應(yīng)力大大降低，同時(shí)可以有效延長(zhǎng)金屬材料的疲勞壽命。通過(guò)研究高密度脈沖電流對(duì)a-Ti和多晶銅等金屬材料的疲勞性能的影響，發(fā)現(xiàn)針對(duì)a-Ti的低周疲勞，高密度脈沖電流不僅能夠徹底消除軟化過(guò)程中的硬化峰，同時(shí)，還能夠有效降低其疲勞初期的軟化速率。脈沖電流能夠使多晶銅的沿晶斷裂傾向大大降低，有效延長(zhǎng)高多晶銅的疲勞壽命。有研究人員認(rèn)為，高密度脈沖電流不僅在一定程度上影響了次滑移系中的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，還影響了駐留滑移帶中的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，從而使滑移的均勻性得到有效提升。并且，隨著所施加應(yīng)力的不斷降低，脈沖電流對(duì)多銅晶疲勞壽命的影響也會(huì)相應(yīng)地有所增加。另外，有大量研究證明，用脈沖電流進(jìn)行處理，可以有效減少駐留滑移帶的平均間距和平均寬度，并且有效減小駐留滑移帶和基體界面處的應(yīng)力集中，從而大大延長(zhǎng)其疲勞壽命。除此之外，脈沖電流還能夠有效阻止疲勞裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展，使金屬材料的疲勞壽命大大延長(zhǎng)。
3結(jié)語(yǔ)
金屬層狀復(fù)合材料是由多層金屬?gòu)?fù)合而成的，其通過(guò)將多層金屬板經(jīng)過(guò)疊壓而形成，相對(duì)于顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料，層狀復(fù)合材料的制造工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，同時(shí)能夠達(dá)到工業(yè)應(yīng)用的要求，隨著科技的進(jìn)步，金屬層狀復(fù)合材料已經(jīng)由原來(lái)的雙層發(fā)展到現(xiàn)今的多層金屬材料復(fù)合，同時(shí)在制造的過(guò)程中，對(duì)于不同層板之間層板組分的合理選擇以及選用相應(yīng)的加工工藝，能夠生產(chǎn)出符合工業(yè)特性要求的金屬層狀復(fù)合材料。通過(guò)使用金屬層狀復(fù)合材料能夠有效地減少對(duì)于貴金屬材料的使用，以較少的材料投入達(dá)到改善材料特性的目的，對(duì)于降低生產(chǎn)成本以及減少資源的浪費(fèi)有著非常重要的意義。
2金屬層狀復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝
2.1金屬層狀復(fù)合材料生產(chǎn)中的固－固相復(fù)合法
金屬層狀復(fù)合材料中的固－固相復(fù)合法是一種在上世紀(jì)30年代就發(fā)展起來(lái)的加工工藝，其主要原理是將兩種或多種已經(jīng)成型的板材通過(guò)疊加或者是軋制的方法使其能夠形成多層復(fù)合的方式，從而使這種復(fù)合板材能夠達(dá)到所需的性能要求。其中，復(fù)合板材所采用的軋制方法主要有熱軋和冷軋兩種，采用軋制的方法生產(chǎn)的復(fù)合板材具有生產(chǎn)成本較低、生產(chǎn)迅速以及成本板材的精度較高等優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)與現(xiàn)有的鋼鐵生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)裝備相結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)，利用軋制法可復(fù)合的金屬種類(lèi)很多，但軋制復(fù)合往往需要進(jìn)行表面處理和退火強(qiáng)化處理等工藝，板型控制困難，軋件易邊裂，易形成脆性金屬化合物，且道次軋制變形量大，需要大功率的軋機(jī)。
2.2金屬層狀復(fù)合材料生產(chǎn)中的爆炸復(fù)合法
此種方法的主要原理是通過(guò)使用炸藥作為主要的能源，從而將多種金屬材料復(fù)合焊接成一體的加工工藝，采用此種加工工藝的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)出來(lái)的板材具有很高的產(chǎn)品適應(yīng)性且保留了復(fù)合材料原料的一些特性，同時(shí)生產(chǎn)的板材結(jié)合界面的結(jié)合強(qiáng)度較高，能夠使得其在后續(xù)的加工過(guò)程中保持較為良好的加工特性，同時(shí)對(duì)于金屬層狀復(fù)合材料的大小以及形狀等都具有很強(qiáng)的可調(diào)性且對(duì)生產(chǎn)設(shè)備要求較低，缺點(diǎn)是生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生巨大的噪音從而不利于生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行。
2.3金屬層狀復(fù)合材料生產(chǎn)中的爆炸－軋制復(fù)合法
此種方法結(jié)合了固-固生產(chǎn)法中的軋制法以及爆炸法中的一些優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)使用此種方法可以使得金屬層狀復(fù)合材料板能夠生產(chǎn)的尺寸更大、厚度更薄、長(zhǎng)度更長(zhǎng)以及更細(xì)的復(fù)合金屬材料，從而使得金屬材料的性能克服了單一工藝中所存在的一些問(wèn)題。
2.4金屬層狀復(fù)合材料生產(chǎn)中的擴(kuò)散焊接法
金屬層狀復(fù)合材料經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已經(jīng)具有多種生產(chǎn)工藝及加工技術(shù)，擴(kuò)散焊接是一種對(duì)在金屬層狀復(fù)合材料的復(fù)合加工中常用的技術(shù)，其能夠進(jìn)行多同種或不同種材料進(jìn)行復(fù)合。在加熱到母材熔點(diǎn)0.5～0.7的溫度時(shí)，在盡量使母材不出現(xiàn)變形的程度下加壓，使母材緊密接觸，利用界面出現(xiàn)的原子擴(kuò)散而實(shí)現(xiàn)結(jié)合的方法。
2.5金屬層狀復(fù)合材料生產(chǎn)中的液－固相復(fù)合法
此種方法的原理是將一種（液相）的金屬材料通過(guò)多種不同的方式均勻的澆鑄在其他一種固態(tài)金屬材料的表面，并依靠?jī)煞N金屬材料表面之間所產(chǎn)生的一定的反應(yīng)來(lái)使兩者之間出現(xiàn)結(jié)合，并在液態(tài)金屬凝固后對(duì)其進(jìn)行壓力加工。
2.5.1直接澆鑄復(fù)合法
直接澆鑄復(fù)合法的制造工藝如下：首先需要將兩塊在內(nèi)側(cè)涂抹有剝離劑的鋼板進(jìn)行相應(yīng)的疊合，并將兩塊鋼板四周進(jìn)行焊接后放入盛有金屬液的鑄模中，待到周?chē)囊簯B(tài)金屬凝固后進(jìn)行一定的軋制，軋制完成后將焊接的鋼板四周的焊縫去掉，從而可以得到分離后的兩塊液固復(fù)合板，在進(jìn)行金屬層狀復(fù)合材料板的生產(chǎn)過(guò)程中如果做好對(duì)于加工溫度的把控可以使得復(fù)合材料板具有較高的復(fù)合強(qiáng)度。此種方法操作方便、由于無(wú)需使用過(guò)多的機(jī)械設(shè)備以及其他附加工藝，因此，其加工成本較低，可以應(yīng)用從而進(jìn)行批量化生產(chǎn)，不足之處是由于需要將固態(tài)的金屬板放置于高溫下的液態(tài)液中待其凝固，在這一過(guò)程中，由于兩者金屬材料熔點(diǎn)的不同會(huì)使得高溫的液態(tài)金屬會(huì)對(duì)固態(tài)金屬的表面造成一定程度的熔損，從而會(huì)對(duì)生產(chǎn)出來(lái)的金屬層狀復(fù)合材料板的質(zhì)量造成一定的影響。雙流鑄造法又被稱(chēng)為雙澆法，其主要是通過(guò)使用兩種液態(tài)金屬同時(shí)開(kāi)始進(jìn)行鑄造，其主要利用的是兩種合金之間的熔點(diǎn)差，通過(guò)將低熔點(diǎn)的合金首先澆注在一種特殊的扁模具中，而后通過(guò)將模具內(nèi)的抽板進(jìn)行一定的提升，其后再將高熔點(diǎn)的合金澆注在抽板提升后所留下的空位中，從而得到所需要的復(fù)合金屬材料，使用此種方法需要做好時(shí)機(jī)的把控，特別是在金屬液的澆注速度方面更是需要注意，從而使兩層金屬界面結(jié)合良好且界面穩(wěn)定是比較嚴(yán)格的。
2.5.2釬焊法
釬焊法的主要原理是通過(guò)利用浸潤(rùn)的液態(tài)金屬相凝固使兩種金屬焊合一起的技術(shù)方法。此種方法的加工工藝簡(jiǎn)單、操作方便，能夠方便、快捷的完成異種金屬之間的結(jié)合，其缺點(diǎn)是在釬焊結(jié)合部位的硬度不高，從而使得復(fù)合材料板出現(xiàn)小孔、夾渣、偏析等缺陷。
3金屬層狀復(fù)合材料中的表面工程技術(shù)
電鍍主要是通過(guò)溶液中所含有的金屬離子在導(dǎo)電的情況下聚集到電極中的陰極中并均勻的覆蓋在陰極的表面使其形成能夠與基體牢固相結(jié)合的鍍覆層的過(guò)程。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，電鍍已經(jīng)成為了現(xiàn)今工業(yè)生產(chǎn)中的重要組成部分。除了電鍍外，在材料表面工程處理中還具有刷鍍、化學(xué)鍍以及熱噴涂、化學(xué)氣相沉積法、物理氣相沉積等多種表面處理技術(shù)，以上這些技術(shù)都各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)金屬材料表面的特性需要適合的技術(shù)。
4金屬層狀符合材料的發(fā)展展望
隨著科技的進(jìn)步以及越來(lái)越多的新技術(shù)被應(yīng)用于材料生產(chǎn)工藝中，現(xiàn)今，在金屬層狀復(fù)合材料的生產(chǎn)過(guò)程中主要有電磁成型復(fù)合、自蔓延高溫合成焊接技術(shù)、激光熔覆技術(shù)、超聲波焊接技術(shù)以及噴射沉積復(fù)合技術(shù)等。采用以上這些技術(shù)能夠使得金屬?gòu)?fù)合材料性能更高以及生產(chǎn)更為簡(jiǎn)單方便。
5結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞：
《金屬材料學(xué)》是材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)無(wú)機(jī)材料方向?qū)W生的一門(mén)專(zhuān)業(yè)選修課。通過(guò)教學(xué)使學(xué)生掌握金屬材料基礎(chǔ)理論方面的初步知識(shí)，并具有合理選用金屬材料、正確選定熱處理工藝方法、妥善安排工藝路線(xiàn)的初步能力，以完善學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)。作者通過(guò)一個(gè)學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，獲得了不少的體會(huì)。
本課程內(nèi)容主要分為三部分：金屬材料基礎(chǔ)理論方面的基本知識(shí)；新型金屬材料及其新進(jìn)展(新型金屬及其合金材料、新型金屬及其合金材料的制備方法)。課程要求掌握金屬材料基礎(chǔ)理論方面的初步知識(shí)，了解材料的成分、內(nèi)部組織、熱處理工藝與性能之間的內(nèi)在規(guī)律。
本課程的特點(diǎn)是理論性敘述多，計(jì)算內(nèi)容少，同時(shí)與其它課程如材料科學(xué)基礎(chǔ)、熱處理、材料力學(xué)性能、材料分析技術(shù)等課程緊密相關(guān)。在理論教學(xué)過(guò)程中，要重點(diǎn)突出。以不同金屬材料的成分（合金化）、工藝、組織結(jié)構(gòu)、性能與應(yīng)用為主線(xiàn)講解，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行整合。注重教學(xué)方法及教學(xué)手段的改進(jìn)，注重培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。具體做法如下：
1、理論教學(xué)過(guò)程中強(qiáng)調(diào)抓主線(xiàn)，始終以材料科學(xué)研究的五大要素成分、組織、工藝、性能與應(yīng)用為主線(xiàn)講解，使學(xué)生在看似抽象、復(fù)雜、枯燥的內(nèi)容中尋找到其內(nèi)在、本質(zhì)的規(guī)律。
2、采用啟發(fā)式、互動(dòng)式的教學(xué)法，針對(duì)不同的課程內(nèi)容，采取多種形式的啟發(fā)式、互動(dòng)式的教學(xué)，課堂討論、提問(wèn)，學(xué)生自學(xué)等方式，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。
3、采用項(xiàng)目教學(xué)法，讓學(xué)生分成若干學(xué)習(xí)小組，對(duì)書(shū)中的某些章節(jié)分成一個(gè)個(gè)小項(xiàng)目，進(jìn)行個(gè)人自學(xué)（做筆記）、小組討論與備課，同時(shí)各組自己制作多媒體課件，由小組長(zhǎng)或小組推薦人上臺(tái)講課，講完后其它同學(xué)和教師共同提問(wèn)，由該學(xué)習(xí)小組同學(xué)做答，考察其各方面情況；最后由主講老師對(duì)本知識(shí)章節(jié)進(jìn)行課程總結(jié)，對(duì)同學(xué)的表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)估。
4、結(jié)合認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)到工廠參觀，使課程的相關(guān)內(nèi)容具體化，講述目前國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)的一些生產(chǎn)線(xiàn)，將現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)型板材的生產(chǎn)流程演示給同學(xué)，使同學(xué)能夠?qū)⑸a(chǎn)流程中的鋼鐵冶煉、精煉、連鑄、控制軋制與控制冷卻、校直、熱處理等與材料學(xué)科中的成分、工藝、組織、產(chǎn)品性能及應(yīng)用相結(jié)合。
5、利用學(xué)校提供的多媒體教學(xué)設(shè)備，制作多媒體教學(xué)軟件進(jìn)行教學(xué)。運(yùn)用多媒體，給學(xué)生提供了豐富的感性認(rèn)識(shí)，也使課堂教學(xué)目的完成、教學(xué)難點(diǎn)的突破更省時(shí)、更省力、更有效。但多媒體教學(xué)也不是萬(wàn)能的，它既有它的優(yōu)點(diǎn)也有它的缺點(diǎn)。根據(jù)教學(xué)目的和學(xué)生的實(shí)際，采用合適的多媒體與板書(shū)結(jié)合的方式，構(gòu)建問(wèn)題情境，設(shè)計(jì)符合學(xué)生自學(xué)規(guī)律的教學(xué)過(guò)程，安排必要的練習(xí)，指導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立地進(jìn)行探索，以逐步提高他們的自學(xué)能力。比如在講述合金相圖的時(shí)候，利用多媒體圖片，可以很直觀的表示合金凝固的相變過(guò)程，這對(duì)于促進(jìn)學(xué)生的理解很有好處，能獲得較好的教學(xué)效果。
6、改進(jìn)成績(jī)?cè)u(píng)定方法，分?jǐn)?shù)是學(xué)生的命根，怎樣對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核是教學(xué)環(huán)節(jié)的重要一環(huán)，如果采取傳統(tǒng)的閉卷考試的方式，學(xué)生必然要對(duì)所學(xué)內(nèi)容死記硬背，考完以后就忘得一干二凈，這樣的考核不利于培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)課程，又沒(méi)有培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的自覺(jué)性， 針對(duì)這些弊病， 考核方法采取小論文和答辯的形式，要求學(xué)生根據(jù)課程內(nèi)容查閱相關(guān)文獻(xiàn)，經(jīng)過(guò)重新組織，以小論文的方式闡述自己學(xué)習(xí)該課程后的心得體會(huì)，并進(jìn)行課堂答辯，以此考察學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、學(xué)習(xí)積極性及學(xué)習(xí)主動(dòng)性。
總之，只要教師和學(xué)生共同努力， 在教學(xué)過(guò)程師生互動(dòng)，改變傳統(tǒng)的滿(mǎn)堂灌的教學(xué)方法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，在教學(xué)過(guò)程中注意培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，用新穎的教學(xué)方式和前沿的知識(shí)引導(dǎo)他們自覺(jué)去探求新的知識(shí)， 增強(qiáng)他們學(xué)習(xí)的興趣，一定可以將《金屬材料學(xué)》這門(mén)課程，變成具有吸引力的課程。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：金屬腐蝕與防護(hù)；教學(xué)改革；畢業(yè)論文
作者簡(jiǎn)介：馮佃臣（1977-），男，內(nèi)蒙古烏蘭察布人，內(nèi)蒙古科技大學(xué)材料與冶金學(xué)院，講師；宋義全（1963-），男，河北撫寧人，內(nèi)蒙古科技大學(xué)材料與冶金學(xué)院，教授。（內(nèi)蒙古?包頭?014010）
基金項(xiàng)目：本文系內(nèi)蒙古科技大學(xué)校內(nèi)基金項(xiàng)目資助（項(xiàng)目編號(hào)：JY2009003）的研究成果。
中圖分類(lèi)號(hào)：G642.3?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?????文章編號(hào)：1007-0079（2011）11-0128-01
一、“金屬腐蝕與防護(hù)”課程概況
金屬材料作為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必需品被各行各業(yè)大量使用，而金屬材料在絕大多數(shù)情況下與腐蝕性環(huán)境介質(zhì)接觸就會(huì)發(fā)生腐蝕，因此，金屬的腐蝕與防護(hù)是一個(gè)重要的學(xué)科門(mén)類(lèi)。
在化學(xué)、石油、造紙等工業(yè)中，金屬腐蝕造成設(shè)備的跑、冒、滴、漏會(huì)導(dǎo)致大量有毒物質(zhì)的泄漏，污染環(huán)境，危害人民的健康。因此，研究與解決材料的腐蝕問(wèn)題與防止環(huán)境污染、保護(hù)人民的健康息息相關(guān)。金屬的腐蝕甚至?xí)?lái)災(zāi)難性的后果。在油氣田的開(kāi)發(fā)中，從油水井管道和儲(chǔ)罐以及各種工藝設(shè)備都會(huì)遭受?chē)?yán)重的腐蝕，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。1966年某天然氣井的套管發(fā)生硫化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂，引發(fā)井噴和特大爆炸，造成人員傷亡，日產(chǎn)百萬(wàn)立方米的高產(chǎn)氣井報(bào)廢。1971年某天然氣管線(xiàn)發(fā)生腐蝕斷裂，產(chǎn)生爆炸，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)7000萬(wàn)元。1997年某化工廠?18個(gè)乙烯原料儲(chǔ)罐由于硫化物腐蝕引起大火，停產(chǎn)半年，直接損失達(dá)2億多元，間接損失巨大。1985年日本的一架波音747客機(jī)，由于應(yīng)力腐蝕斷裂而墜毀，導(dǎo)致500余人喪生。
腐蝕破壞所造成的直接經(jīng)濟(jì)損失也是十分驚人的。每年由于腐蝕可損失大約10～20％的金屬。2003年世界的鋼產(chǎn)量達(dá)到9.625億噸，中國(guó)的鋼產(chǎn)量高達(dá)2.2億噸，美國(guó)的鋼產(chǎn)量為0.914億噸。按下限計(jì)算，世界每年腐蝕掉的鋼大于美國(guó)的鋼產(chǎn)量；中國(guó)一年就有2200萬(wàn)噸鋼被腐蝕掉，相當(dāng)于腐蝕掉一個(gè)大型鋼鐵企業(yè)的年產(chǎn)量。通過(guò)普及腐蝕與防護(hù)知識(shí)，推廣應(yīng)用先進(jìn)的防腐蝕技術(shù)，可挽回經(jīng)濟(jì)損失30％～40％。因此研究腐蝕規(guī)律、解決腐蝕破壞已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中迫切需要解決的重大問(wèn)題。所以許多高校的工科專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)了“金屬腐蝕與防護(hù)”課程。
“金屬腐蝕與防護(hù)”是金屬材料工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的一門(mén)專(zhuān)業(yè)選修課。主要介紹金屬腐蝕與防護(hù)方面的基礎(chǔ)知識(shí)，掌握有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的基本理論和基礎(chǔ)知識(shí)，重點(diǎn)是電化學(xué)腐蝕的原理，以拓寬金屬材料專(zhuān)業(yè)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)面，并使學(xué)生能夠在該領(lǐng)域從事基本的應(yīng)用與研究工作。要求學(xué)生了解幾種常見(jiàn)的局部腐蝕的形式以及自然環(huán)境中的幾個(gè)腐蝕種類(lèi)，了解各種環(huán)境腐蝕發(fā)生的影響因素及其防護(hù)措施。本科程為一門(mén)理論性與實(shí)用性并重的專(zhuān)業(yè)課，要求學(xué)生既要掌握扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，又有較強(qiáng)的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的實(shí)踐能力，以適應(yīng)社會(huì)的需求。
二、教學(xué)改革
之前本課程只是作為一門(mén)選修課，在課堂上以板書(shū)教學(xué)為主，學(xué)生以筆試的方式完成期末考核。近年來(lái)，材料研究課題有很多牽涉到材料的腐蝕方面的研究?jī)?nèi)容，本科生和碩士生的畢業(yè)論文工作又和指導(dǎo)教師的研究課題密切相關(guān)。有許多本科生畢業(yè)論文就是金屬腐蝕與防護(hù)相關(guān)的課題。但大多數(shù)學(xué)生對(duì)材料腐蝕的實(shí)驗(yàn)方法了解甚少，甚至有時(shí)茫然不知所措，直接影響到了學(xué)生畢業(yè)論文的完成進(jìn)度和完成質(zhì)量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，內(nèi)蒙古科技大學(xué)材料與冶金學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“我院”）2006年和2010年本科生畢業(yè)論文工作過(guò)程中，涉及到腐蝕實(shí)驗(yàn)的學(xué)生占畢業(yè)生總數(shù)的20～30%，因而，使學(xué)生能較熟練地掌握材料的腐蝕研究實(shí)驗(yàn)方法和研究體系勢(shì)在必行。
一直以來(lái)，我院材料工程和材料成型專(zhuān)業(yè)學(xué)生由于受較傳統(tǒng)的教學(xué)體制的影響，對(duì)材料的組織與性能方面等傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法學(xué)習(xí)和實(shí)踐環(huán)節(jié)較多，而對(duì)其他實(shí)驗(yàn)方法如電化學(xué)腐蝕等實(shí)驗(yàn)和研究方法的學(xué)習(xí)和掌握較少甚至是空白。目前，由于國(guó)家對(duì)材料環(huán)境腐蝕的不斷重視，[1-2]特別是在國(guó)防現(xiàn)代化方面的投入和研究力度的加大，材料在自然環(huán)境中或特定腐蝕環(huán)境條件下的腐蝕特性和腐蝕規(guī)律的研究日益增多，[3-4]因而要求材料專(zhuān)業(yè)的學(xué)生應(yīng)對(duì)材料的腐蝕的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行學(xué)習(xí)，掌握材料腐蝕研究方法的實(shí)驗(yàn)體系，以能應(yīng)對(duì)和滿(mǎn)足今后工作和學(xué)習(xí)的進(jìn)一步需求。
1.多媒體教學(xué)和傳統(tǒng)板書(shū)巧妙配合提高課堂效率
隨著教學(xué)輔助手段日益發(fā)展，“金屬腐蝕與防護(hù)”課程教學(xué)現(xiàn)在大量采用多媒體與板書(shū)相結(jié)合的教學(xué)形式。多媒體教學(xué)的特點(diǎn)是能夠顯示豐富的色彩、能容納大量的信息，可節(jié)約大量的課堂時(shí)間，教學(xué)直觀、易懂，能讓教學(xué)內(nèi)容形聲化、表現(xiàn)手法多樣化，對(duì)學(xué)生的感官進(jìn)行多路刺激，便于開(kāi)展情境教學(xué)。例如，在介紹全面腐蝕和局部腐蝕時(shí)，可以利用圖片很容易說(shuō)明每種腐蝕的形貌特點(diǎn)。
“尺有所短，寸有所長(zhǎng)”，多媒體教學(xué)具有傳統(tǒng)教學(xué)所不具備的優(yōu)勢(shì)，但也不能完全替代板書(shū)。多媒體教學(xué)攜帶的信息量大，給學(xué)生留下的思考時(shí)間就相對(duì)減少，學(xué)生沒(méi)有遞進(jìn)式的思考和探究，往往跟不上教師的進(jìn)度和思路，在講述基礎(chǔ)內(nèi)容時(shí)板書(shū)的教學(xué)效果將更加明顯。例如，在講述腐蝕電化學(xué)原理一章中陰陽(yáng)極的腐蝕反應(yīng)方程式時(shí)，可以充分利用板書(shū)將腐蝕過(guò)程的反應(yīng)方程依次列出，在重難點(diǎn)處可以進(jìn)一步在黑板上進(jìn)行擴(kuò)展，學(xué)生看著黑板聽(tīng)著教師的講解或描述，把思路集中在教學(xué)內(nèi)容上，教師在黑板上表達(dá)清楚，有血有肉，有理有據(jù)，在下面聽(tīng)的學(xué)生不斷思考，在對(duì)話(huà)交流的過(guò)程中讓學(xué)生感受到教師和學(xué)生的互動(dòng)，這樣才能隨時(shí)迸發(fā)出思想的火花，發(fā)現(xiàn)值得探究的現(xiàn)象，產(chǎn)生引入深思的問(wèn)題。
2.增設(shè)網(wǎng)絡(luò)課件，延伸教學(xué)體系
不管課堂教學(xué)如何內(nèi)容豐富，但時(shí)效性很強(qiáng)。無(wú)論課堂組織多么優(yōu)秀，學(xué)生也不可能在90分鐘內(nèi)一直全神貫注聽(tīng)講。為了便于學(xué)生及其他相近專(zhuān)業(yè)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，為了做到資源共享，課題組還開(kāi)發(fā)了“金屬腐蝕與防護(hù)”網(wǎng)絡(luò)課件，把課件放在教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，把教學(xué)大綱、課程重點(diǎn)難點(diǎn)、課后練習(xí)、提高練習(xí)等放在網(wǎng)上。學(xué)生隨時(shí)可以學(xué)習(xí)，學(xué)生有問(wèn)題可以在網(wǎng)上留言提問(wèn)，教師及時(shí)回復(fù)，這樣就方便了學(xué)生的學(xué)習(xí)。
3.增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考自主創(chuàng)新能力
由于“材料腐蝕與防護(hù)”是一門(mén)專(zhuān)業(yè)特色課程，與科研方向密切相關(guān)，其實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，為將來(lái)畢業(yè)論文的科研工作以及畢業(yè)后的工作提供基本方法、基本技能和科學(xué)思維的保障。針對(duì)材料專(zhuān)業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)和培養(yǎng)目標(biāo)，以及近年來(lái)畢業(yè)論文的需求，課題組教師精心設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)體系。一是基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生基本技能，鞏固基本理論知識(shí)。二是以任務(wù)為目標(biāo)，提出設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課題引導(dǎo)學(xué)生完成知識(shí)的綜合和提高，加深對(duì)腐蝕防護(hù)的理解。三是開(kāi)辟綜合性開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室，提高學(xué)生綜合分析和設(shè)計(jì)實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。學(xué)生在開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室里可以自主查閱資料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，指導(dǎo)教師予以指導(dǎo)。
我院在本課程的教學(xué)體系中增加了4學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課，這4學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課是在實(shí)驗(yàn)室完成。學(xué)生親手做實(shí)驗(yàn)，教師全程跟蹤指導(dǎo)。把實(shí)驗(yàn)也作為學(xué)生本門(mén)課程結(jié)課的考核內(nèi)容。
本課程的教學(xué)目標(biāo)是傳授材料腐蝕與保護(hù)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和科學(xué)的思維方法。材料腐蝕與保護(hù)實(shí)驗(yàn)側(cè)重于實(shí)驗(yàn)技能的強(qiáng)化和提高訓(xùn)練，必須要求學(xué)生嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)步驟及操作規(guī)程執(zhí)行，掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能，熟悉常用實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法，利用這些技能和方法解決科研問(wèn)題。[5]這就為后續(xù)的畢業(yè)論文的完成打下了良好的基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】金屬材料；力學(xué)；性能
在機(jī)械加工領(lǐng)域，常研究的金屬材料的力學(xué)性能主要包括以下幾個(gè)方面：材料強(qiáng)度與塑性、材料硬度、沖擊韌性與疲勞強(qiáng)度。通過(guò)對(duì)金屬材料力學(xué)性能的研究，在滿(mǎn)足零部件加工性能的同時(shí)，更好更合理的選材。
一、強(qiáng)度與強(qiáng)度指標(biāo)
金屬材料在機(jī)械加工時(shí)，承受靜載荷的作用，其抵抗塑性變形或斷裂的能力稱(chēng)之為強(qiáng)度。載荷就是金屬材料在使用及加工過(guò)程中所承受的各種外力，其中載荷分為靜載荷、沖擊載荷、交變載荷。顧名思義靜載荷就是力的大小和方向均不發(fā)生變化的載荷，而沖擊載荷就是沖擊力比較大，作用在工件上的時(shí)間比較短、速度比較快，交變載荷與靜載荷相反，力的大小和方向隨時(shí)間發(fā)生周期性的變化。我們所研究的強(qiáng)度指標(biāo)就是在靜載荷作用下研究的。
屈服強(qiáng)度是用來(lái)表示金屬材料強(qiáng)度指標(biāo)最有效的形式。當(dāng)金屬材料受力達(dá)到一定程度出現(xiàn)屈服現(xiàn)象時(shí)，發(fā)生塑性變形并且變形能力不隨力增加而改變，此時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力稱(chēng)之為屈服強(qiáng)度。
在機(jī)械加工領(lǐng)域，常用到的材料一般不允許存在塑性變形，這就決定了屈服強(qiáng)度是我們?cè)O(shè)計(jì)零部件和選材的最主要依據(jù)。
二、塑性與塑性指標(biāo)
金屬材料在機(jī)械加工時(shí)承受載荷作用時(shí)發(fā)生變形，當(dāng)載荷增加一定程度時(shí)發(fā)生斷裂，在斷裂前所承受的最大塑性變形的能力我們稱(chēng)之為材料塑性。拉伸試驗(yàn)是我們獲得金屬材料的強(qiáng)度和塑性指標(biāo)最有效的試驗(yàn)。首先把被測(cè)材料加工成標(biāo)準(zhǔn)試樣，將試樣安裝在拉伸試驗(yàn)機(jī)上通過(guò)緩慢施加拉伸載荷，獲得拉伸載荷與式樣伸長(zhǎng)量的關(guān)系，即拉伸曲線(xiàn)。
三、硬度和硬度試驗(yàn)
金屬材料的硬度就是指金屬材料抵抗局部塑性變形和破壞的能力。金屬材料的力學(xué)性能中最重要的指標(biāo)之一就是硬度。與拉伸試驗(yàn)相比，硬度試驗(yàn)相對(duì)操作比較簡(jiǎn)單，可以直接在零部件表面進(jìn)行試驗(yàn)，比較直觀，應(yīng)用比較廣泛。硬度試驗(yàn)方法種類(lèi)比較多，最常用的有以下三種試驗(yàn)方法。
1、布氏硬度試驗(yàn)法
（1）布氏硬度試驗(yàn)原理
布氏試驗(yàn)就是先使用硬質(zhì)合金球做壓頭壓入金屬表面，在施加一定的壓力，在規(guī)定時(shí)間后消除試驗(yàn)力，最后測(cè)量壓痕表面直徑，根據(jù)試驗(yàn)壓力，作用時(shí)間，壓痕直徑，帶入公式，通過(guò)計(jì)算公式得出其硬度值。通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們可以得出以下結(jié)論：布氏硬度值與壓痕直徑成正比例關(guān)系。
（2）布氏硬度特點(diǎn)及適用范圍
由于在布氏硬度實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，所用到的試驗(yàn)力和壓頭直徑都比較大，所以壓痕也比較大，測(cè)量起來(lái)比較直觀準(zhǔn)確，故能準(zhǔn)確反映出硬度值。但是也存在一定缺陷，由于壓痕比較大，對(duì)金屬表面的損傷程度也比較大，對(duì)于測(cè)量零部件表面質(zhì)量要求比較高或薄壁零部件不適用布氏硬度試驗(yàn)。
2、洛氏硬度試驗(yàn)法
（1）洛氏硬度實(shí)驗(yàn)原理
洛氏硬度實(shí)驗(yàn)原理與布氏硬度試驗(yàn)相比，不同點(diǎn)在于把硬質(zhì)合金球形壓頭改為金剛石圓錐壓頭，不是通過(guò)壓痕直徑來(lái)測(cè)量，而是通過(guò)壓痕深度來(lái)測(cè)量硬度值。對(duì)于不同標(biāo)尺下的硬度值必須轉(zhuǎn)化為同一標(biāo)尺才能進(jìn)行比較。
（2）洛氏硬度特點(diǎn)及適用范圍
由于洛氏硬度試驗(yàn)壓頭采用金剛石錐頭，壓痕較小，對(duì)零部件的損壞程度比較小，適用于測(cè)量一些薄壁及表面質(zhì)量要求比較高的零部件，但存在一定的局限性，測(cè)量的硬度值不夠準(zhǔn)確。
3、維氏硬度試驗(yàn)法
維氏硬度試驗(yàn)壓頭區(qū)別于布氏和洛氏硬度，采用金剛石四棱錐體，維氏硬度試驗(yàn)壓痕比較不明顯，故可以測(cè)量薄壁零部件，但在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)壓痕對(duì)角線(xiàn)的測(cè)量比較復(fù)雜，增加試驗(yàn)難度。
四、沖擊韌性與疲勞強(qiáng)度
由于金屬材料在實(shí)際使用加工過(guò)程中所承受的載荷是多樣的，也可能是多種載荷的疊加，常見(jiàn)的的載荷有靜載荷，動(dòng)載荷和交變載荷，只對(duì)靜載荷研究遠(yuǎn)不夠，對(duì)于沖擊和疲勞載荷的研究意義重大。
1、沖擊韌性
沖擊載荷的研究只要通過(guò)沖擊韌性來(lái)獲得，沖擊韌性主要通過(guò)彎曲試驗(yàn)獲得。沖擊抗力是通過(guò)沖擊韌度來(lái)衡量，主要由材料的強(qiáng)度和塑性決定。
2、疲勞強(qiáng)度
實(shí)際生產(chǎn)中常會(huì)遇到這種現(xiàn)象，雖然材料承受力遠(yuǎn)低于屈服極限，但較長(zhǎng)時(shí)間工作后也會(huì)發(fā)生斷裂，這種現(xiàn)象就是金屬疲勞。金屬材料出現(xiàn)疲勞破壞時(shí)會(huì)出現(xiàn)以下特征：（1）疲勞斷裂前不出現(xiàn)明顯征兆，突然破壞。（2）引起疲勞破壞的應(yīng)力并不是很大，往往遠(yuǎn)低于材料的屈服強(qiáng)度。（3）疲勞破壞需要經(jīng)過(guò)三個(gè)階段：裂紋形成、裂紋擴(kuò)展、整體斷裂。
（煙臺(tái)大學(xué)環(huán)境與材料工程學(xué)院，山東煙臺(tái)264005）
摘要：隨著全日制專(zhuān)業(yè)碩士招生數(shù)量的加大，企業(yè)對(duì)優(yōu)秀工程碩士研究生的需求也在逐步增大。為了使培養(yǎng)的工程碩士研究生能更好地服務(wù)社會(huì)，各高校在培養(yǎng)方案制定、畢業(yè)論文選題等各個(gè)環(huán)節(jié)都注重密切結(jié)合各專(zhuān)業(yè)的行業(yè)需求，使培養(yǎng)的碩士研究生既擁有一定的理論基礎(chǔ)，又具備較強(qiáng)的實(shí)踐能力，畢業(yè)后能很快地適應(yīng)企業(yè)需求，滿(mǎn)足企業(yè)對(duì)具有良好職業(yè)素養(yǎng)和解決實(shí)際問(wèn)題的工程師的需求。本文以煙臺(tái)大學(xué)環(huán)境與材料工程學(xué)院材料工程專(zhuān)業(yè)碩士研究生的培養(yǎng)模式為例，探討工程碩士研究生培養(yǎng)環(huán)節(jié)設(shè)置的重要性，以期為工程碩士研究生的培養(yǎng)提供參考。
關(guān)鍵詞 ：工程碩士；基礎(chǔ)理論；實(shí)踐能力；培養(yǎng)模式
DOI:10.16083/j. cnki. 22-1296/g4. 2015. 08. 002
中圖分類(lèi)號(hào)：G643.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-1580（2015）08-0004-02
2009年，教育部進(jìn)行了學(xué)位制度改革，力求轉(zhuǎn)變研究生培養(yǎng)理念，全日制專(zhuān)業(yè)碩士研究生不再僅僅面向往屆畢業(yè)生，開(kāi)始鼓勵(lì)應(yīng)屆畢業(yè)生報(bào)考，目的就是要培養(yǎng)現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展急需的應(yīng)用型高層次人才。為了更好地適應(yīng)社會(huì)發(fā)展對(duì)高層次人才的需求，對(duì)全日制碩士研究生實(shí)行分類(lèi)培養(yǎng)，對(duì)于一些具有一定科研潛力而又愿意致力于科學(xué)研究的學(xué)生，鼓勵(lì)其報(bào)考學(xué)術(shù)型研究生，以后可以到科研院所搞研究工作，或者選擇攻讀博士研究生進(jìn)一步深造。對(duì)于一些將來(lái)不想從事科學(xué)研究工作，而是畢業(yè)后想到企業(yè)發(fā)展，但是覺(jué)得本科學(xué)到的知識(shí)不能滿(mǎn)足企業(yè)需求，想進(jìn)一步提高自己解決實(shí)際工程問(wèn)題能力的學(xué)生，鼓勵(lì)其報(bào)考專(zhuān)業(yè)碩士研究生，進(jìn)一步提高自己的理論素養(yǎng)和工程實(shí)踐能力。
本文以煙臺(tái)大學(xué)環(huán)境與材料工程學(xué)院材料]二程專(zhuān)業(yè)碩士研究生的培養(yǎng)模式為例，探討工程碩士研究生培養(yǎng)環(huán)節(jié)設(shè)置的重要性，以期為材料工程碩士研究生的培養(yǎng)提供參考。
一、研究方向的確定
根據(jù)學(xué)院各個(gè)教師的研究方向、學(xué)院現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件、合作培養(yǎng)單位的情況等設(shè)定材料工程碩士的培養(yǎng)方向。學(xué)院設(shè)有無(wú)機(jī)材料方向、高分子材料方向、新型金屬材料及其制備加工技術(shù)、金屬材料組織與性能控制、材料表面特性與改性技術(shù)等研究方向。當(dāng)然，每個(gè)培養(yǎng)方向都是注重理論為基礎(chǔ)、實(shí)踐能力培養(yǎng)為最終目的的培養(yǎng)模式。無(wú)機(jī)材料方向側(cè)重研究與開(kāi)發(fā)無(wú)機(jī)質(zhì)材料的新品種、新工藝、新特性、新用途以及新的實(shí)用技術(shù)；高分子材料主要研究將高分子材料合成與加工融為一體的新型反應(yīng)加工制造技術(shù)；金屬材料主要以新型金屬材料加工制備技術(shù)與工藝的研究為主，研究金屬材料加工過(guò)程中的微觀結(jié)構(gòu)、組織形態(tài)、相變規(guī)律及其對(duì)材料零部件強(qiáng)韌性和服役壽命的影響，實(shí)現(xiàn)金屬材料組織與性能的精確控制；材料表面特性與改性致力于研究耐磨、耐蝕、耐高溫涂層材料及其加工設(shè)備技術(shù)、材料表面涂層的制備技術(shù)及調(diào)控技術(shù)。
二、培養(yǎng)目標(biāo)的明確
雖然全日制工程碩士研究生的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)應(yīng)用型人才，但是對(duì)于他們的培養(yǎng)應(yīng)該區(qū)別于職業(yè)學(xué)院學(xué)生的培養(yǎng)模式，充分考慮到碩士研究生的教育層次，使專(zhuān)業(yè)碩士研究生在知識(shí)結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)學(xué)術(shù)與應(yīng)用的統(tǒng)一，既具備一定的學(xué)術(shù)水平，達(dá)到碩士研究生層次教育的學(xué)術(shù)水平，掌握較深厚的本學(xué)科領(lǐng)域的理論知識(shí)，同時(shí)具備解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題的能力和素質(zhì)?；谏鲜鏊悸?，我們制定了學(xué)院材料工程碩士研究生的培養(yǎng)目標(biāo)——既要掌握材料工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論、先進(jìn)的材料制備技術(shù)、材料檢測(cè)技術(shù)和手段等，又能夠在該行業(yè)的某一具體方向具備良好的獨(dú)立從事丁程設(shè)計(jì)、工程實(shí)施、工程研究、工程開(kāi)發(fā)、工程管理等能力，特別是具有較強(qiáng)的解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。
三、課程體系的構(gòu)建
全日制丁程碩士課程體系設(shè)置不能完全“去學(xué)術(shù)化”。在課程設(shè)置方面，我們注重基礎(chǔ)理論課程和工程應(yīng)用類(lèi)型課程并存，將材料工程碩士研究生課程分為公共基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)限選課和選修課四類(lèi)。公共基礎(chǔ)課包括中國(guó)特色社會(huì)主義理論與實(shí)踐、自然辯證法、知識(shí)產(chǎn)權(quán)法等政治理論課以及基礎(chǔ)英語(yǔ)、專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)等。政治理論課采取在國(guó)家規(guī)定的教學(xué)大綱范圍內(nèi)完成課程設(shè)置。外語(yǔ)作為工具學(xué)科，在制定教學(xué)大綱時(shí)就充分考慮工程碩士研究生的培養(yǎng)目標(biāo)和要求，緊密結(jié)合專(zhuān)業(yè)工程實(shí)際的要求，使學(xué)生在具備一定的基礎(chǔ)英語(yǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)工程外語(yǔ)類(lèi)課程的學(xué)習(xí)熟練掌握工程實(shí)踐類(lèi)英語(yǔ)知識(shí)，具備查閱英文資料、了解行業(yè)發(fā)展方向的能力。
在專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課方面，我們?cè)O(shè)置了固體物理、固體化學(xué)、材料現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)等材料學(xué)科的基礎(chǔ)課程。固體物理著重研究固體的物理特性、微觀結(jié)構(gòu)、固體中各種粒子運(yùn)動(dòng)形態(tài)和規(guī)律及它們的相互關(guān)系；固體化學(xué)重在研究實(shí)際固體物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程及特性、固體的合成方法、晶體生長(zhǎng)過(guò)程、固體的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)，特別是固體中存在的缺陷及其對(duì)物質(zhì)的物理及化學(xué)性質(zhì)的影響，探索固體物質(zhì)作為材料實(shí)際應(yīng)用的可能性：材料現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)則可以使學(xué)生掌握材料常用的測(cè)試技術(shù)、測(cè)試手段等以及各種測(cè)試方法的基本原理。
專(zhuān)業(yè)限選課和必修課則根據(jù)學(xué)院主要的科研方向設(shè)置了一些應(yīng)用性很強(qiáng)、緊密聯(lián)系工程實(shí)際的課程。選修課的設(shè)置為學(xué)生自主選擇課程類(lèi)型提供了方便，學(xué)生可以和自己的導(dǎo)師協(xié)商，根據(jù)自己所從事的畢業(yè)論文選題以及將來(lái)自己想從事的行業(yè)選擇適合自己發(fā)展的課程。
為了提高教學(xué)質(zhì)量，我們選用資深的研究生導(dǎo)師作為授課教師，他們不僅具有深厚的理論知識(shí)，而且具備豐富的科學(xué)研究和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。此外，為了使學(xué)生更早地接觸企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、了解材料行業(yè)的發(fā)展前景，學(xué)院聘請(qǐng)優(yōu)秀的企業(yè)導(dǎo)師或行業(yè)知名專(zhuān)家為學(xué)生開(kāi)設(shè)學(xué)術(shù)講座、特色專(zhuān)業(yè)選修課。
四、學(xué)位論文的選題
材料工程碩士的培養(yǎng)采用兩年制，課程學(xué)習(xí)時(shí)間安排一年，學(xué)位論文安排一年。課程學(xué)習(xí)結(jié)束后，鼓勵(lì)學(xué)生到企業(yè)去，由學(xué)校導(dǎo)師和企業(yè)導(dǎo)師聯(lián)合培養(yǎng)。學(xué)校導(dǎo)師和企業(yè)導(dǎo)師根據(jù)學(xué)生所學(xué)專(zhuān)業(yè)的實(shí)際情況以及企業(yè)的實(shí)際條件，結(jié)合學(xué)生將來(lái)的就業(yè)前景，選取切合實(shí)際的應(yīng)用性論文題目。論文選題可以是新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料、新產(chǎn)品的研制和開(kāi)發(fā)，工程設(shè)計(jì)與研究，技術(shù)研究或技術(shù)改造方案研究，工程軟件或應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)，工程管理等。論文內(nèi)容應(yīng)達(dá)到學(xué)校對(duì)工程碩士研究生論文工作量的要求，體現(xiàn)作者綜和運(yùn)用所學(xué)的科學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)際技術(shù)問(wèn)題的能力，理論聯(lián)系實(shí)際，既具備一定的理論基礎(chǔ)，又具有較強(qiáng)的實(shí)用性。
考慮到我們學(xué)院材料工程碩士研究生的學(xué)制較短，為了使學(xué)生更好地完成學(xué)位論文，在課程學(xué)習(xí)階段，利用學(xué)生的空余時(shí)間讓學(xué)生多掌握一些技能，提早為學(xué)位論文的完成奠定一定的基礎(chǔ)。入學(xué)后，導(dǎo)師可以根據(jù)自身的科研情況，盡早為學(xué)生選好畢業(yè)課題，指導(dǎo)學(xué)生先查閱
